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第11回 音声データの表現~通信方式


来室者の総数: -
 (2013/6/29~)
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音声情報の取り扱い⇒音声データをデジタル化(A-D変換)を行いデータとして保存する

  • 音声情報のデジタル化の手順
  ①マイクを通して、アンプで音声信号を拾う。
  ②一定の時間間隔で音声信号の電圧を測定する。(サンプリング:標本化)
  ③最大何段階で表現するか決めておいて、その何段階目に当たるかを2進数で表す。(量子化)
    CDの場合、16ビットなので65536段階で、0~65535までの整数値で表し2進化する。
  • サンプリングについて
 「シャノンの理論」=伝達周波数の2倍以上の周波数で標本化すれば充分である。
  • 電話の場合
 人間の声の周波数は、300Hz~3.4KHz なので、この最大3.4KHzの2倍以上の8KHzで標本化する。
 (8KHz=1秒間に8000回のサンプリング)
  • 音楽用のCDの場合
 人間の可聴限界の20KHzまで再生する必要があるので、約2倍の44.1KHzで標本化される。
 量子化の段階数は16ビット(2^{16}=65536段階)で、44.1KHzで44.1KHzで標本化することが規格として決められている。
  • DVDの場合
 DVDの規格によって、48KHzで標本化されている。CDより精度は高い。
 このため、DVDから音声部分を取り出してそのままCDに焼いてもCDプレーヤーで再生できない。
  ⇒DVDから取り出した音声データを再度44.1KHzで標本化し直してCDに焼けば再生できる。

  • 人間の可聴域以外のデータを取り去ることで、音楽データは圧縮保存が出来る。
  これが、WMA(Windows Media Audio)形式やMP3形式である。
  MP3形式では、実際のデータを10分の1程度に圧縮する。
   Windows Media Player ⇒ WMA形式
   iTunes ⇒ MP3形式
  • 通常CD1枚には20曲程度しか収録できないが、MP3形式だと200曲くらい保存できることになる。
 iPodや携帯音楽プレーヤーにたくさんの曲が収録できるのは、圧縮技術によるものである。

11.インターネットを使うには

  • パソコンをインターネットに接続するには、プロバイダとの契約が必要である。
  • 接続する回線の種類
 FTTH=Fibre To The Home ・・・ 家庭内に光ファイバを敷設して通信する=光ファイバ接続
 ADSL ・・・ 既設の電話回線を流用して高速通信を行う。
   1992年当時にアメリカ合衆国のゴア副大統領が「情報ハイウェー構想」を提唱し、不況のどん底からアメリカ経済を救った。
   アメリカ全土にインターネット網をすぐに構築できたのは、既設の電話回線を利用したことによる。
   この時代から合衆国ではADSL技術を利用していた。
   同じころ日本では、NTTによりISDN専用回線が利用され、ADSLはなかなか国内に導入されなかった。
   2000年ころになって、やっと国内に導入されるようになった。その後、ADSLが主流になり、
   日本政府の国家戦略(森内閣)により、全家庭に光ファイバ敷設計画が出て、光通信が広がった。
   現在は光接続が主流。
   さらに、WiMAX(ワイマックス)などの無線高速通信も広がりを見せている。

データ転送速度
  bps = bit per second =1秒間に転送できるビット数
  Bps = Byte per second =1秒間に転送できるバイト数
  • 初期のパソコン通信 : 300bps~600bps
  文字データは、半角1文字=1バイト、かな漢字1文字=2バイト で表現される。
  このため、300bps=300÷8=37.5Bps であり、1秒間にかな漢字で19文字程度しか送れない。
  この時代は、文字情報をやり取りするのにも時間がかかった。
  • デジタルムーバー(ドコモのFOMAの前のデジタル携帯電話) : 9.6Kbps
  9.6Kbps=9600bps=1200Bps ・・・ 1秒間にかな漢字を600文字転送できる。
  このくらいの速度だったので、メールの利用にはちょうど良かった。
  しかし、HPなどを「iモード」などで利用するには、時間がかかった。(次回に述べます)
  • PHS : 64Kbps
  64Kbps=64000bps=8000Bps ・・・ 1秒間にかな漢字4000文字
  PHSはHP参照も意外と速かった記憶がある。
  • 初期のFOMA(ドコモ) : 384Kbps
  384Kbps=384000bps=48000Bps ・・・ 1秒間にかな漢字24000文字
  その後、7.2Mbpsに高速化した(3Gの時代)
   7.2Mbps=7200Kbps=900KBps ・・・ 1秒間にかな漢字450000文字 (めちゃ軽い!)
  その後、15.4Mbpsまで高速化。(HSPA)

次回は、パケット通信、3G、HSPA、4G、LTEの話を予定します。

今日の話題に感想を述べてください。(名前欄に学生番号を記入すること) 必要に応じて、回答します。
  • 課題を提出した人に、受領確認メールを送りました。確認しておいてくださいね。 -- 小西敏雄 (2013-06-29 14:51:44)
  • 携帯とかインターネットはよく利用しているけど、分からなかったことを知ることができました -- 12131154 (2013-07-03 21:27:32)
  • 今日はさらにすごいですよ、きっと。 -- 小西敏雄 (2013-07-04 09:32:58)


【本日の宿題】 該当者・・・学生番号の末尾1桁(CD)が「3,4,8」の学生

該当の学生さんにはずいぶんお待たせしました!
今回はTEDの講演ビデオを観賞しコメントを提出していただきます。

まず、TEDとは何か?  Wikipediaより引用しますと、

TED(テド、英: Technology Entertainment Design)とは、アメリカのカリフォルニア州ロングビーチ((過去にはモントレー)で年一回、大規模な世界的講演会を主催しているグループのこと。
TEDが主催している講演会の名称をTED Conference(テド・カンファレンス)と言い、学術・エンターテイメント・デザインなど様々な分野の人物がプレゼンテーションを行なう。講演会は1984年に極々身内のサロン的集まりとして始まったが、2006年から講演会の内容をインターネット上で無料で動画配信するようになり、それを契機にその名が広く知られるようになった。
講演者には非常に著名な人物も多く、例えばジェームズ・ワトソン(DNAの二重螺旋構造の共同発見者、ノーベル賞受賞者)、ビル・クリントン(元アメリカ合衆国大統領、政治家)、ジミー・ウェールズ(オンライン百科事典Wikipediaの共同創設者)といった人物がプレゼンテーションを行なっているが、最重要事項はアイディアであり一般的には無名な人物も数多く選ばれプレゼンテーションしている。
講演会に出席するには年会費7,500ドルを支払ってTEDの会員になる必要がある。

ということです。今回は、次に紹介する講演を見ていただきます。これは、マイクロソフトの会長であったBill Gates(ビル・ゲイツ)による「My 13 favorite talks」と題して13の講演を集めたものの最初の物です。Hans Roslingによる素晴らしいプレゼンテーションのものです。
時間は19分50秒間で、日本語字幕が付いています。ヒアリングの出来る方は、話している言葉をご理解ください。ジョークとウイット効かせたトークは非常に面白いです。



【課題】
上記の講演を聞き、講演の概要を1ページ程度にまとめてください。また講演内容やプレゼン技法に関する感想などを2ページ程度にまとめてください。こららは1つのファイルで保存してください。

提出方法など
  • 提出期限:2013年7月11日(木) 18:00(厳守、遅刻は0点とする)
  • 提出先:小西課題提出専用メルアド([email protected])
  ワードでレポートにしたものをワード形式で保存し、上記アドレスにメール添付で送信すること。
  送る際に、件名は学生番号を記入すること。提出レポートには、学科・学生番号・氏名を記入のこと
  • 注意:課題を提出した場合、課題点は最大10点である。提出なき場合は0点とする。また、同じ内容のもの(他人のコピー)である場合には、2者が同じなら、1名分の半分、3名なら3分の1、とする。端数は切り捨てる。すなわち、コピーが3件あった8点のレポートは、3名が2点ずつになる。)
  • 以上、健闘を祈る!


最終更新:2013年07月09日 09:44